水合共晶电解质中的多变量竞争协调结构在超长低温水系锌离子电化学中的应用

《Advanced Energy Materials》：Multivariate Competitive Coordination Structure in Hydrated Eutectic Electrolytes for Ultra-Long Low-Temperature Aqueous Zinc-Ion Electrochemistry

锌离子电池抗冻电解质研究：通过多金属离子配位竞争构建稳定SEI层，实现-40℃无枝晶沉积及超长循环寿命

　　

摘要

由于锌离子电池具有高能量密度和低成本，因此越来越受到重视。然而，冻结的水性电解质和不稳定的界面限制了其在极低温度条件下的实际应用。本文提出了一种多变量竞争性配位结构，用于水合共晶电解质中，以降低冰点并同时构建稳定的界面，从而实现长寿命的低温应用。引入第二种金属阳离子和有机添加剂不仅破坏了原始水分子的氢键网络，还竞争性地重塑了Zn²⁺的溶剂化壳层。结果，自由水的含量减少，同时形成了稳定的固体电解质界面层。此外，在-40°C下实现了无枝晶的锌沉积以及优异的锌电镀/剥离性能。令人印象深刻的是，使用这种竞争性水合共晶电解质的Zn || Zn对称电池在0.5 mA cm^?2的电流密度下表现出长达4250小时的稳定循环寿命；即使在62%的放电深度下，也能工作约1000小时。这项工作为设计抗冻结锌离子电池电解质提供了独特的视角，其普遍性和适用性将引起电化学储能领域众多研究人员的兴趣。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。